疼痛是一种“令人讨厌”的感觉,其发生机制仍是一个谜。现在,科学家们通过将皮肤细胞转化为疼痛敏感神经元,制造出“培养皿中的疼痛”用以更深入地了解这种感觉。
实验室制造的神经元细胞对包括物理损伤、慢性炎症和癌症化疗等系列不同类型的疼痛刺激产生出反应。
在未来,利用定制的神经元,可以对于疼痛产生机制做深入研究,并可能开发出更好的止痛药。先前的工作中,研究人员尝试利用胚胎干细胞制造神经细胞,未获得成功。
“转录介导的成纤维细胞谱系的转换”技术的发展为研究带来转机,利用这种技术通过重新编程可以“诱导”普通皮肤细胞转化为干细胞。`
由克利福德·伍尔夫博士领导的来自哈佛医学院的研究团队使用控制基因的活性蛋白质混合物即所谓的转录因子,将来自小鼠和人的皮肤细胞直接转换成疼痛敏感神经元细胞。
这项发表在自然神经科学杂志上的成果中,研究人员用人捐献的皮肤细胞建立了疼痛高度敏感模型。
研究者表示,建立疼痛敏感神经元对于研究人类疼痛非常重要。由于利用胚胎干细胞制造神经元工作的失败,导致科学家将研究方向转而到人体组织样本方面,这使得该技术更贴近于临床,因为这更有利于收集不同种类疼痛病人的资料。
研究者制造的这种“疼痛感受器”,可以将感知到的潜在破坏性刺激转化成疼痛信号发送到脊髓和大脑。
疼痛感受器见于如皮肤和肌肉等身体的任何区域,可以感知疼痛刺激。除面部的疼痛感觉传送到三叉神经节外,身体的其余部分疼痛感受神经元的细胞体存在于背根神经节。
疼痛感受器一般只跟随强烈的、潜在的破坏性的刺激发生,如被烧灼感所激活。这种反应为随后即将发生的组织损伤提供保护性警告。但是,它也可以被所暴露的药物和化疗物质所致敏,导致一些人对于疼痛特别敏感。
本项研究说明,实验室衍生的神经元可以具有初级疼痛伤害性感受器的主要特征,并可以用来制造经典的“培养皿疼痛”模型。